TEMPERATURA DE EBULLICIÓN-COMPOSICIÓN DE UNA MEZCLA LÍQUIDA BINARIA

Transcripción

1 DIAGRAMA DE FASES TEMPERATURA DE EBULLICIÓN-COMPOSICIÓN DE UNA MEZCLA LÍQUIDA BINARIA 1

2 OBJETIVOS 1. Construcción del diagrama de fases T-x para la mezcla metanol-cloroformo cloroformo. 2. Caracterización del punto azeótropo. 3. Determinación del índice de refracción. 4. Curva de calibrado -x. 2

3 Qué es un diagrama de fases? Qué es una fase? Fase es una porción homogénea y físicamente diferenciada de un sistema, separada de las otras partes del mismo por superficies límite bien definidas. Sistema heterogéneo: Sistema formado por dos o más fases. Ejemplo agua con hielo Qué es un diagrama de fases? 3

4 Diagrama de fases de una sustancia pura Presión Líquido Sólido Gas Temperatura Qué situaciones muestra un diagrama de fases? 4

5 EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR. Sistema cerrado Sistema abierto Cuándo hierve un líquido? A (l) A (g) P vap = P ext Presión Líquido Pre esión Sólido Gas Temperatura CURVAS PRESIÓN DE Temperatura VAPOR -TEMPERATURA. 5

6 Si tenemos dos componentes Cuántas variables tenemos? P-T-composición (x) DISOLUCIÓN IDEAL T = cte diagrama P-x P = cte diagrama T-x Descripción fenomenológica: LEY DE RAOULT. T(ºC) VAPOR P x i L i P * i Dos componentes volátiles P * 2 P T P * 1 LÍQUIDO P 1 P 2 X l x 6

7 DISOLUCIÓN NO IDEAL P(mmHg) Diagramas P-x P*(acetona) Ley Raoult Acetona + cloroformo Desviaciones negativas de la ley de Raoult P*(cloroformo) Ocurre cuando las interacciones A-B son mayores que las A-A AiB B-BB Ley Henry 0 1 x Cloroformo H M < 0 V M < 0 M 7

8 Diagramas P-x DISOLUCIÓN NO IDEAL Acetona + CS 2 P(mmHg) P total Desviaciones positivas de la ley de Raoult P*(CS 2 ) P*(acetona) Ocurre cuando las interacciones A-B son menores que las A-A i B-B H M > 0 V M > x CS2 8

9 DISOLUCIÓN NO IDEAL Diagrama de fases líquido-vapor presión frente a composición Diagrama de fases líquido-vapor temperatura frente a composición. P LÍQUIDO P Max T(ºC) T* A P* B VAPOR T* B P* A VAPOR LÍQUIDO 0 1 x B 0 1 x B azeótropo x g = x l 9

10 Qué magnitudes necesitamos para construir un diagrama de fases T-x? Temperatura ebullición, T Composición fase líquida, x l T(ºC) Composición fase vapor, x g T* A VAPOR Cómo vamos a determinar estas magnitudes? LÍQUIDO T* B 0 1 x B azeótropo x g = x l 10

11 Caracterización del punto azeótropo 1 x x x x x x x x g = x l X l x 0 x x x x x x AZEÓTROPO 0 1 X g 11

12 Determinación de la temperatura de ebullición T Anotar Presión laboratorio gas P = P ext = cte T e líquido L G T I t jeringa Precaución: perlas ebullición Iman Manta a mínima potencia Calibrado Enfriar tapado (vapores tóxicos Desechos en el bidón de resíduos termopar 12

13 Determinación de la temperatura de ebullición Anotar Presión laboratorio P = P ext = cte Precauciones: -Perlas ebullición T -Imán (agitación moderada) -Manta a mínima potencia -Calibrado -Enfriar el matraz tapado (vapores tóxicos) -Desechos en el bidón de residuos I jeringa termopar 13

14 Determinación de la composición de la fase líquida V MeOH (ml) V CH Cl3 (ml) I METANOL CLOROFORMO 20 (gcm -3 ) M(gmol -1 ) x l TRAER CALCULADO MAÑANA 14

15 Determinación de la composición de la fase gaseosa Método químico o físico? Propiedad física: índice de refracción (n) Porqué el índice de refracción? - es una característica constante para el medio considerado Se emplea en: - la identificación y determinación de la pureza de una sustancia el análisis de la composición de mezclas binarias homogéneas de constituyentes conocidos. 15

16 INDICE DE REFRACCIÓN n c v o n = índice de refracción c = velocidad dela luz en el vacio v = velocidad de la luz en el medio v > c o n >1 n depende: T P Concentración Determinación de la composición a partir del índice de refracción Laboratorio de Química Física 16 I 16

17 Determinación de la composición de la fase gaseosa Conocemos la relación n x? Conocemos x l --- medimos n l NO PRECAUCIÓN: No olvidar medir el índice de refracción de la disolución Construcción curva de calibrado: n l -x l n = a x 2 + b x + c n l n g = a x g 2 + b x g + c resolver ecuación x l UFFF!!!!!! 17

18 Determinación de la composición de la fase gaseosa Qué queremos? Conocer x a partir de n x = a n 2 + b n + c x l xg = a ng 2 + b n g + c g g g n l 18

19 Determinación de la composición de la fase gaseosa PRECAUCIONES -ALCANZAR EL EQUILIBRIO -CERRAR LA LLAVE Y EXTRAER LAS PRIMERAS GOTAS DEL CONDENSADO -NO SACAR LA JERINGA Si hay gran cantidad de condensado abrir la llave -VIAL FRIO -MEDIR EL INDIDE REFRACCIÓN RÁPIDO 19